泡沫是從哪來(lái)的？

 

泡沫是怎么產(chǎn)生的？

很多人連這點(diǎn)都沒(méi)搞清，治到最后，池子里白的黃的黑的……什么顏色都有，跟養(yǎng)蠱一樣。 

這就是沒(méi)有重視泡沫帶來(lái)的后果，導(dǎo)致事倍功半甚至更加嚴(yán)重。要知道，大量泡沫的產(chǎn)生對(duì)污水造成的危害不可小覷，比如：

 

• 在工藝調(diào)試初期，大量泡沫會(huì)帶走剛接種的污泥，導(dǎo)致調(diào)試的時(shí)間大大延長(zhǎng)，調(diào)試成本增加，難度也會(huì)提高不少。

• 泡沫一般具有粘滯性，它會(huì)使大量固體陷入曝氣池的漂浮泡沫層，并發(fā)生漂浮層翻轉(zhuǎn)，降低曝氣池的充氧效率，特別是機(jī)械曝氣情況。

• 在純氧密封活性污泥系統(tǒng)中，泡沫可能進(jìn)入氧壓機(jī)引起火災(zāi)。

• 泡沫少還好，泡沫一多就容易產(chǎn)生腐敗現(xiàn)象；天冷的話還會(huì)結(jié)冰，影響工藝正常運(yùn)行。 

因此，要應(yīng)對(duì)這些危害，就必須搞清楚泡沫的成因以及種類，才能對(duì)癥下藥。

一般來(lái)說(shuō)，污水處理中產(chǎn)生的泡沫主要分為兩類：一類是由于污水中含有表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)引起的化學(xué)泡沫，呈乳白色；一類是由于生化反應(yīng)過(guò)程中絲狀菌等微生物引起的生物泡沫，呈褐色。

化學(xué)泡沫的產(chǎn)生主要是因?yàn)槲鬯杏幸恍┪镔|(zhì)容易發(fā)泡，而且還能使泡沫保持穩(wěn)定，比如：

• 表面活性劑。一般來(lái)說(shuō)，表面活性劑的親水性或清油性越高，越容易發(fā)泡。

• 淀粉、蛋白質(zhì)、蔗糖等物質(zhì)。這些物質(zhì)雖然沒(méi)有表面活性，但是分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)或親油基團(tuán)，所以也有和表面活性劑類似的效果。

• 各種懸浮物質(zhì)。這些物質(zhì)單獨(dú)存在時(shí)并不能發(fā)泡，但若混入表面活性劑等產(chǎn)生的泡沫中，就能使泡沫穩(wěn)定。

• 鹽類。像氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋁等鹽類水溶液，單獨(dú)存在時(shí)也不發(fā)泡，但泡沫形成后，就能增加泡沫的穩(wěn)定性。 

至于生物泡沫的產(chǎn)生就比較復(fù)雜了，它形成的直接原因是由于絲狀菌和放線菌的大量增殖。

這些細(xì)菌大都含有脂類物質(zhì)，可利用長(zhǎng)鏈脂肪酸作為其碳源，多余的長(zhǎng)鏈脂肪酸被存儲(chǔ)在體內(nèi)，所以這類微生物密度比水輕，很容易漂浮到水面，形成泡沫。

絲狀微生物大多呈絲狀或枝狀，易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能捕掃微粒和氣泡浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡，增加了表面張力，因此氣泡比較穩(wěn)定，不容易破碎。

 

 

 

化學(xué)泡沫控制方法

 

知道了化學(xué)泡沫是如何形成和穩(wěn)定的，要想控制，只要破壞這些條件就好了。一般遵循六大原則：

1）除去氣泡物質(zhì)，盡量使液體純萃；2）利用加熱等方法，使液體粘度下降；3）降低泡膜的穩(wěn)定程度；4）給予沖擊，破壞不穩(wěn)定的泡沫；5）添加與起泡劑反應(yīng)或者能溶解起泡劑的物質(zhì)；6）添加消泡劑。

具體包括物理消泡法和化學(xué)消泡法。

其中物理消泡法主要是通過(guò)物理手段破壞泡沫的穩(wěn)定性，有以下幾種：

變溫法 

變溫法最簡(jiǎn)單，使用也最普遍。這個(gè)方法的原理是利用溫度的上升或下降來(lái)破壞泡沫的穩(wěn)定性。通過(guò)加熱，泡沫的表面張力就會(huì)增加，粘度下降，發(fā)生排液現(xiàn)象使泡膜迅速變薄、破裂；通過(guò)冷卻，則可以降低泡沫的表面彈性，穩(wěn)定性下降。

加熱法可在市面上泡沫去設(shè)置熱源，如蒸汽管道、遠(yuǎn)紅外加熱等。冷卻法可在泡沫區(qū)設(shè)置冷卻盤管，也可以向泡沫區(qū)噴灑溫度較低的水。 

變壓法

變壓法是通過(guò)增大氣泡內(nèi)外壓差，使氣泡膨脹，破壞泡膜彈性，最終使泡沫破裂。合成海綿塔就是基于變壓法原理的物理消泡技術(shù)。

合成海綿表面有大量親水基團(tuán)和細(xì)孔，吸附水的能力很強(qiáng)，可加強(qiáng)泡沫排水，減少泡沫之間的液膜厚度，同時(shí)可使泡沫間的液體壓力急劇下降，泡沫內(nèi)的壓力大于泡間壓力，泡沫內(nèi)外壓差使得泡沫崩塌破裂。 

合成海綿價(jià)格低廉、無(wú)毒害、柔軟、彈性高，可制備成不同形狀提高消泡效率，應(yīng)用前景比較樂(lè)觀。

機(jī)械法

機(jī)械法消泡是通過(guò)在液面上泡沫區(qū)設(shè)置轉(zhuǎn)盤式破沫器、柵式消泡器等裝置，利用裝在轉(zhuǎn)軸上的漿葉、打棒、柵條，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中沖擊液面上的泡沫，擊碎泡沫，達(dá)到消泡的目的。

超聲波法

由于超聲波具有很大的能量，會(huì)使泡沫產(chǎn)生聲壓作用。也就是說(shuō)，當(dāng)聲波通入泡沫中時(shí)，由于聲波振動(dòng)，泡沫所受的壓力就會(huì)發(fā)生變化。泡沫在未受到超聲波作用前，只受到大氣壓力，當(dāng)超聲波加到泡沫上后，則其所受壓力增大，促使泡沫破裂。

超聲波消泡與化學(xué)法消泡比較，能降低消泡成本；與機(jī)械消泡法比較，其設(shè)備體積小、功率消耗少、消泡效率高。

水力噴射法

水力噴射消泡是將水用噴嘴噴射到泡沫表面，將泡沫擊碎。水力消泡一般以清水、處理后的水、廢水等作為消泡水水源。消泡效果取決于噴嘴射出水流后的散射狀況。射出的水滴大小適中，分散的面積越大，消泡效果越好。

水力消泡也存在明顯缺點(diǎn)，該技術(shù)增加了反應(yīng)器的水力負(fù)荷，并且對(duì)高粘度液體產(chǎn)生的泡沫去除效果較差，不能根除起泡現(xiàn)象。

那什么是化學(xué)消泡呢？

化學(xué)消泡就是通過(guò)在水中添加消泡劑或者在泡沫表面噴灑消泡劑，消除或抑制泡沫的生成。

一種比較理想的消泡劑應(yīng)具有以下特性：表面張力比發(fā)泡介質(zhì)低；水溶性低，且對(duì)乳化和化學(xué)分解作用有抗拒性；分子間聚合力小，不會(huì)提高系統(tǒng)的表面黏度；擴(kuò)散速率高；對(duì)人和環(huán)境基本無(wú)毒；不會(huì)明顯增加污水中的BOD、COD和TOC。

消泡劑的消泡效果，根據(jù)污水的特點(diǎn)不同而不同。因此，污水廠用的消泡劑，應(yīng)根據(jù)各地污水的特點(diǎn)，選用不同的消泡劑。

目前，處理污水所用的消泡劑主要有硅（樹脂）類和表面活性劑類兩類。 

硅（樹脂）類消泡劑通過(guò)把硅樹脂用乳化劑乳化后分散在水中，為了提高消泡效果，有時(shí)也投加SiO2細(xì)粉。這種消泡劑對(duì)有較大范圍的發(fā)泡液的消泡效果比較顯著，尤其是對(duì)含纖維工業(yè)、食品工業(yè)以及糞便的污水的消泡效果比較明顯。

表面活性劑類消泡劑主要用來(lái)對(duì)含纖維、造紙、金屬表面處理的廢水產(chǎn)生的泡沫進(jìn)行消泡。除上述提到的兩類消泡劑外，還有鏈烷烴類、礦物油類消泡劑等。

 

 

生物泡沫控制方法

 

生物泡沫的特點(diǎn)就是持續(xù)穩(wěn)定且很難控制。 

而且，由于污水廠的地域不同，工藝、環(huán)境條件也不盡相同，導(dǎo)致產(chǎn)生生物泡沫的絲狀細(xì)菌的類群也不一樣，采取的控制措施也不同。大體可以分為調(diào)整生化反應(yīng)參數(shù)、投加化學(xué)藥劑和物理處理方法三大類。

調(diào)整生化反應(yīng)參數(shù)

1）縮短停留時(shí)間

由于產(chǎn)生泡沫的絲狀菌和放線菌等微生物生長(zhǎng)速率普遍較低，因此減少細(xì)胞平均停留時(shí)間是一種控制生物泡沫的有效方法。 

縮短細(xì)胞平均停留時(shí)間能將系統(tǒng)中大部分生長(zhǎng)緩慢的絲狀細(xì)菌排出系統(tǒng)之外，減少生物泡沫的產(chǎn)生量。但同時(shí)也會(huì)將世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌排出，影響生物處理系統(tǒng)的硝化作用和反硝化作用，降低脫氮效果。

2）增加進(jìn)水負(fù)荷

增加進(jìn)水的負(fù)荷或提高曝氣池中有機(jī)物的負(fù)荷率，可以使得菌膠團(tuán)細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)超過(guò)絲狀細(xì)菌，優(yōu)先生長(zhǎng)，成為優(yōu)勢(shì)菌屬，有效的控制泡沫和浮渣的產(chǎn)生。

3）降低曝氣池空氣輸入率

降低曝氣池空氣輸入率，能在一定程度上控制生物泡沫的發(fā)展。

原因是，降低空氣輸入率相應(yīng)減少了曝氣池中微氣泡生成量以及溶解氧濃度，有效抑制了Nocardia等菌屬的過(guò)度增殖。

但是，隨著空氣輸入率的降低，曝氣池中的硝化作用會(huì)受到抑制，出水濁度也會(huì)相應(yīng)有所提高，這是必須注意的。

投加化學(xué)藥劑

投加化學(xué)藥劑是采用具有強(qiáng)氧化性的殺菌劑（如氯、H2O2、NaCIO）、混凝劑、消毒劑等化學(xué)藥劑控制生物泡沫的產(chǎn)生。

1）氯和氧化劑

在美國(guó)和澳大利亞的污水處理廠經(jīng)常加氯以控制活性污泥中生物泡沫的產(chǎn)生，并將其作為一種最普遍使用的方法。

當(dāng)水中氯濃度達(dá)到1000～2000mg/L時(shí)，可以在8～24小時(shí)內(nèi)有效控制由 Nocardia產(chǎn)生的泡沫，而在泡沫表面每小時(shí)加入2～3kg的氯并不會(huì)影響系統(tǒng)的處理能力。

另外，投加低濃度H2O2能夠氧化活性污泥中的生物殘?jiān)蜕锎x過(guò)程中產(chǎn)生的毒素，改善菌膠團(tuán)菌生活的微環(huán)境，促進(jìn)菌膠團(tuán)菌的生長(zhǎng)，使菌膠團(tuán)菌和絲狀菌的生長(zhǎng)達(dá)到平衡，避免生物泡沫的產(chǎn)生。

2）混凝劑

投加陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺已被證明是有效控制生物泡沫的方法之一。投加鐵鹽、鋁鹽等混凝劑可以通過(guò)其凝聚作用改善污泥的沉降性，減少生物泡沫。

但是投加混凝劑只能短期除去曝氣池表面的泡沫，僅能作為一種應(yīng)急處理的手段，不能作為污水處理廠長(zhǎng)期控制泡沫的方法使用。投加混凝劑等化學(xué)藥劑消泡效果起效較快，但可能對(duì)出水水質(zhì)產(chǎn)生一定影響以及產(chǎn)生大量污泥，增加污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。

物理方法

1）生物泡沫浮選

生物泡沫選擇性浮選或撇出是一種有效的生物泡沫去除方法，通過(guò)將含有放線菌等微生物的泡沫和浮渣溢流至系統(tǒng)外，去除其中的起沫微生物，從而抑制泡沫的產(chǎn)生。

在亞特蘭大的WPCP污水廠研究表明，使泡沫及浮渣從曝氣池中溢流到相鄰池子內(nèi)去除，能夠獲得良好的生物泡沫去除效果。

2）生物選擇器

生物選擇器是一個(gè)混合池，使進(jìn)入曝氣池的污水先與回流活性污泥充分混合，在好氧、厭氧或缺氧的條件下停留一段時(shí)間，抑制發(fā)泡微生物的過(guò)度增殖。

 

 

泡沫是從哪來(lái)的？

 

泡沫是怎么產(chǎn)生的？

很多人連這點(diǎn)都沒(méi)搞清，治到最后，池子里白的黃的黑的……什么顏色都有，跟養(yǎng)蠱一樣。 

這就是沒(méi)有重視泡沫帶來(lái)的后果，導(dǎo)致事倍功半甚至更加嚴(yán)重。要知道，大量泡沫的產(chǎn)生對(duì)污水造成的危害不可小覷，比如：

 

• 在工藝調(diào)試初期，大量泡沫會(huì)帶走剛接種的污泥，導(dǎo)致調(diào)試的時(shí)間大大延長(zhǎng)，調(diào)試成本增加，難度也會(huì)提高不少。

• 泡沫一般具有粘滯性，它會(huì)使大量固體陷入曝氣池的漂浮泡沫層，并發(fā)生漂浮層翻轉(zhuǎn)，降低曝氣池的充氧效率，特別是機(jī)械曝氣情況。

• 在純氧密封活性污泥系統(tǒng)中，泡沫可能進(jìn)入氧壓機(jī)引起火災(zāi)。

• 泡沫少還好，泡沫一多就容易產(chǎn)生腐敗現(xiàn)象；天冷的話還會(huì)結(jié)冰，影響工藝正常運(yùn)行。 

因此，要應(yīng)對(duì)這些危害，就必須搞清楚泡沫的成因以及種類，才能對(duì)癥下藥。

一般來(lái)說(shuō)，污水處理中產(chǎn)生的泡沫主要分為兩類：一類是由于污水中含有表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)引起的化學(xué)泡沫，呈乳白色；一類是由于生化反應(yīng)過(guò)程中絲狀菌等微生物引起的生物泡沫，呈褐色。

化學(xué)泡沫的產(chǎn)生主要是因?yàn)槲鬯杏幸恍┪镔|(zhì)容易發(fā)泡，而且還能使泡沫保持穩(wěn)定，比如：

• 表面活性劑。一般來(lái)說(shuō)，表面活性劑的親水性或清油性越高，越容易發(fā)泡。

• 淀粉、蛋白質(zhì)、蔗糖等物質(zhì)。這些物質(zhì)雖然沒(méi)有表面活性，但是分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)或親油基團(tuán)，所以也有和表面活性劑類似的效果。

• 各種懸浮物質(zhì)。這些物質(zhì)單獨(dú)存在時(shí)并不能發(fā)泡，但若混入表面活性劑等產(chǎn)生的泡沫中，就能使泡沫穩(wěn)定。

• 鹽類。像氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋁等鹽類水溶液，單獨(dú)存在時(shí)也不發(fā)泡，但泡沫形成后，就能增加泡沫的穩(wěn)定性。 

至于生物泡沫的產(chǎn)生就比較復(fù)雜了，它形成的直接原因是由于絲狀菌和放線菌的大量增殖。

這些細(xì)菌大都含有脂類物質(zhì)，可利用長(zhǎng)鏈脂肪酸作為其碳源，多余的長(zhǎng)鏈脂肪酸被存儲(chǔ)在體內(nèi)，所以這類微生物密度比水輕，很容易漂浮到水面，形成泡沫。

絲狀微生物大多呈絲狀或枝狀，易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能捕掃微粒和氣泡浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡，增加了表面張力，因此氣泡比較穩(wěn)定，不容易破碎。

 

 

 

化學(xué)泡沫控制方法

 

知道了化學(xué)泡沫是如何形成和穩(wěn)定的，要想控制，只要破壞這些條件就好了。一般遵循六大原則：

1）除去氣泡物質(zhì)，盡量使液體純萃；2）利用加熱等方法，使液體粘度下降；3）降低泡膜的穩(wěn)定程度；4）給予沖擊，破壞不穩(wěn)定的泡沫；5）添加與起泡劑反應(yīng)或者能溶解起泡劑的物質(zhì)；6）添加消泡劑。

具體包括物理消泡法和化學(xué)消泡法。

其中物理消泡法主要是通過(guò)物理手段破壞泡沫的穩(wěn)定性，有以下幾種：

變溫法 

變溫法最簡(jiǎn)單，使用也最普遍。這個(gè)方法的原理是利用溫度的上升或下降來(lái)破壞泡沫的穩(wěn)定性。通過(guò)加熱，泡沫的表面張力就會(huì)增加，粘度下降，發(fā)生排液現(xiàn)象使泡膜迅速變薄、破裂；通過(guò)冷卻，則可以降低泡沫的表面彈性，穩(wěn)定性下降。

加熱法可在市面上泡沫去設(shè)置熱源，如蒸汽管道、遠(yuǎn)紅外加熱等。冷卻法可在泡沫區(qū)設(shè)置冷卻盤管，也可以向泡沫區(qū)噴灑溫度較低的水。 

變壓法

變壓法是通過(guò)增大氣泡內(nèi)外壓差，使氣泡膨脹，破壞泡膜彈性，最終使泡沫破裂。合成海綿塔就是基于變壓法原理的物理消泡技術(shù)。

合成海綿表面有大量親水基團(tuán)和細(xì)孔，吸附水的能力很強(qiáng)，可加強(qiáng)泡沫排水，減少泡沫之間的液膜厚度，同時(shí)可使泡沫間的液體壓力急劇下降，泡沫內(nèi)的壓力大于泡間壓力，泡沫內(nèi)外壓差使得泡沫崩塌破裂。 

合成海綿價(jià)格低廉、無(wú)毒害、柔軟、彈性高，可制備成不同形狀提高消泡效率，應(yīng)用前景比較樂(lè)觀。

機(jī)械法

機(jī)械法消泡是通過(guò)在液面上泡沫區(qū)設(shè)置轉(zhuǎn)盤式破沫器、柵式消泡器等裝置，利用裝在轉(zhuǎn)軸上的漿葉、打棒、柵條，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中沖擊液面上的泡沫，擊碎泡沫，達(dá)到消泡的目的。

超聲波法

由于超聲波具有很大的能量，會(huì)使泡沫產(chǎn)生聲壓作用。也就是說(shuō)，當(dāng)聲波通入泡沫中時(shí)，由于聲波振動(dòng)，泡沫所受的壓力就會(huì)發(fā)生變化。泡沫在未受到超聲波作用前，只受到大氣壓力，當(dāng)超聲波加到泡沫上后，則其所受壓力增大，促使泡沫破裂。

超聲波消泡與化學(xué)法消泡比較，能降低消泡成本；與機(jī)械消泡法比較，其設(shè)備體積小、功率消耗少、消泡效率高。

水力噴射法

水力噴射消泡是將水用噴嘴噴射到泡沫表面，將泡沫擊碎。水力消泡一般以清水、處理后的水、廢水等作為消泡水水源。消泡效果取決于噴嘴射出水流后的散射狀況。射出的水滴大小適中，分散的面積越大，消泡效果越好。

水力消泡也存在明顯缺點(diǎn)，該技術(shù)增加了反應(yīng)器的水力負(fù)荷，并且對(duì)高粘度液體產(chǎn)生的泡沫去除效果較差，不能根除起泡現(xiàn)象。

那什么是化學(xué)消泡呢？

化學(xué)消泡就是通過(guò)在水中添加消泡劑或者在泡沫表面噴灑消泡劑，消除或抑制泡沫的生成。

一種比較理想的消泡劑應(yīng)具有以下特性：表面張力比發(fā)泡介質(zhì)低；水溶性低，且對(duì)乳化和化學(xué)分解作用有抗拒性；分子間聚合力小，不會(huì)提高系統(tǒng)的表面黏度；擴(kuò)散速率高；對(duì)人和環(huán)境基本無(wú)毒；不會(huì)明顯增加污水中的BOD、COD和TOC。

消泡劑的消泡效果，根據(jù)污水的特點(diǎn)不同而不同。因此，污水廠用的消泡劑，應(yīng)根據(jù)各地污水的特點(diǎn)，選用不同的消泡劑。

目前，處理污水所用的消泡劑主要有硅（樹脂）類和表面活性劑類兩類。 

硅（樹脂）類消泡劑通過(guò)把硅樹脂用乳化劑乳化后分散在水中，為了提高消泡效果，有時(shí)也投加SiO2細(xì)粉。這種消泡劑對(duì)有較大范圍的發(fā)泡液的消泡效果比較顯著，尤其是對(duì)含纖維工業(yè)、食品工業(yè)以及糞便的污水的消泡效果比較明顯。

表面活性劑類消泡劑主要用來(lái)對(duì)含纖維、造紙、金屬表面處理的廢水產(chǎn)生的泡沫進(jìn)行消泡。除上述提到的兩類消泡劑外，還有鏈烷烴類、礦物油類消泡劑等。

 

 

生物泡沫控制方法

 

生物泡沫的特點(diǎn)就是持續(xù)穩(wěn)定且很難控制。 

而且，由于污水廠的地域不同，工藝、環(huán)境條件也不盡相同，導(dǎo)致產(chǎn)生生物泡沫的絲狀細(xì)菌的類群也不一樣，采取的控制措施也不同。大體可以分為調(diào)整生化反應(yīng)參數(shù)、投加化學(xué)藥劑和物理處理方法三大類。

調(diào)整生化反應(yīng)參數(shù)

1）縮短停留時(shí)間

由于產(chǎn)生泡沫的絲狀菌和放線菌等微生物生長(zhǎng)速率普遍較低，因此減少細(xì)胞平均停留時(shí)間是一種控制生物泡沫的有效方法。 

縮短細(xì)胞平均停留時(shí)間能將系統(tǒng)中大部分生長(zhǎng)緩慢的絲狀細(xì)菌排出系統(tǒng)之外，減少生物泡沫的產(chǎn)生量。但同時(shí)也會(huì)將世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌排出，影響生物處理系統(tǒng)的硝化作用和反硝化作用，降低脫氮效果。

2）增加進(jìn)水負(fù)荷

增加進(jìn)水的負(fù)荷或提高曝氣池中有機(jī)物的負(fù)荷率，可以使得菌膠團(tuán)細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)超過(guò)絲狀細(xì)菌，優(yōu)先生長(zhǎng)，成為優(yōu)勢(shì)菌屬，有效的控制泡沫和浮渣的產(chǎn)生。

3）降低曝氣池空氣輸入率

降低曝氣池空氣輸入率，能在一定程度上控制生物泡沫的發(fā)展。

原因是，降低空氣輸入率相應(yīng)減少了曝氣池中微氣泡生成量以及溶解氧濃度，有效抑制了Nocardia等菌屬的過(guò)度增殖。

但是，隨著空氣輸入率的降低，曝氣池中的硝化作用會(huì)受到抑制，出水濁度也會(huì)相應(yīng)有所提高，這是必須注意的。

投加化學(xué)藥劑

投加化學(xué)藥劑是采用具有強(qiáng)氧化性的殺菌劑（如氯、H2O2、NaCIO）、混凝劑、消毒劑等化學(xué)藥劑控制生物泡沫的產(chǎn)生。

1）氯和氧化劑

在美國(guó)和澳大利亞的污水處理廠經(jīng)常加氯以控制活性污泥中生物泡沫的產(chǎn)生，并將其作為一種最普遍使用的方法。

當(dāng)水中氯濃度達(dá)到1000～2000mg/L時(shí)，可以在8～24小時(shí)內(nèi)有效控制由 Nocardia產(chǎn)生的泡沫，而在泡沫表面每小時(shí)加入2～3kg的氯并不會(huì)影響系統(tǒng)的處理能力。

另外，投加低濃度H2O2能夠氧化活性污泥中的生物殘?jiān)蜕锎x過(guò)程中產(chǎn)生的毒素，改善菌膠團(tuán)菌生活的微環(huán)境，促進(jìn)菌膠團(tuán)菌的生長(zhǎng)，使菌膠團(tuán)菌和絲狀菌的生長(zhǎng)達(dá)到平衡，避免生物泡沫的產(chǎn)生。

2）混凝劑

投加陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺已被證明是有效控制生物泡沫的方法之一。投加鐵鹽、鋁鹽等混凝劑可以通過(guò)其凝聚作用改善污泥的沉降性，減少生物泡沫。

但是投加混凝劑只能短期除去曝氣池表面的泡沫，僅能作為一種應(yīng)急處理的手段，不能作為污水處理廠長(zhǎng)期控制泡沫的方法使用。投加混凝劑等化學(xué)藥劑消泡效果起效較快，但可能對(duì)出水水質(zhì)產(chǎn)生一定影響以及產(chǎn)生大量污泥，增加污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。

物理方法

1）生物泡沫浮選

生物泡沫選擇性浮選或撇出是一種有效的生物泡沫去除方法，通過(guò)將含有放線菌等微生物的泡沫和浮渣溢流至系統(tǒng)外，去除其中的起沫微生物，從而抑制泡沫的產(chǎn)生。

在亞特蘭大的WPCP污水廠研究表明，使泡沫及浮渣從曝氣池中溢流到相鄰池子內(nèi)去除，能夠獲得良好的生物泡沫去除效果。

2）生物選擇器

生物選擇器是一個(gè)混合池，使進(jìn)入曝氣池的污水先與回流活性污泥充分混合，在好氧、厭氧或缺氧的條件下停留一段時(shí)間，抑制發(fā)泡微生物的過(guò)度增殖。

泡沫是從哪來(lái)的？

 

泡沫是怎么產(chǎn)生的？

很多人連這點(diǎn)都沒(méi)搞清，治到最后，池子里白的黃的黑的……什么顏色都有，跟養(yǎng)蠱一樣。 

這就是沒(méi)有重視泡沫帶來(lái)的后果，導(dǎo)致事倍功半甚至更加嚴(yán)重。要知道，大量泡沫的產(chǎn)生對(duì)污水造成的危害不可小覷，比如：

 

• 在工藝調(diào)試初期，大量泡沫會(huì)帶走剛接種的污泥，導(dǎo)致調(diào)試的時(shí)間大大延長(zhǎng)，調(diào)試成本增加，難度也會(huì)提高不少。

• 泡沫一般具有粘滯性，它會(huì)使大量固體陷入曝氣池的漂浮泡沫層，并發(fā)生漂浮層翻轉(zhuǎn)，降低曝氣池的充氧效率，特別是機(jī)械曝氣情況。

• 在純氧密封活性污泥系統(tǒng)中，泡沫可能進(jìn)入氧壓機(jī)引起火災(zāi)。

• 泡沫少還好，泡沫一多就容易產(chǎn)生腐敗現(xiàn)象；天冷的話還會(huì)結(jié)冰，影響工藝正常運(yùn)行。 

因此，要應(yīng)對(duì)這些危害，就必須搞清楚泡沫的成因以及種類，才能對(duì)癥下藥。

一般來(lái)說(shuō)，污水處理中產(chǎn)生的泡沫主要分為兩類：一類是由于污水中含有表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)引起的化學(xué)泡沫，呈乳白色；一類是由于生化反應(yīng)過(guò)程中絲狀菌等微生物引起的生物泡沫，呈褐色。

化學(xué)泡沫的產(chǎn)生主要是因?yàn)槲鬯杏幸恍┪镔|(zhì)容易發(fā)泡，而且還能使泡沫保持穩(wěn)定，比如：

• 表面活性劑。一般來(lái)說(shuō)，表面活性劑的親水性或清油性越高，越容易發(fā)泡。

• 淀粉、蛋白質(zhì)、蔗糖等物質(zhì)。這些物質(zhì)雖然沒(méi)有表面活性，但是分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)或親油基團(tuán)，所以也有和表面活性劑類似的效果。

• 各種懸浮物質(zhì)。這些物質(zhì)單獨(dú)存在時(shí)并不能發(fā)泡，但若混入表面活性劑等產(chǎn)生的泡沫中，就能使泡沫穩(wěn)定。

• 鹽類。像氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋁等鹽類水溶液，單獨(dú)存在時(shí)也不發(fā)泡，但泡沫形成后，就能增加泡沫的穩(wěn)定性。 

至于生物泡沫的產(chǎn)生就比較復(fù)雜了，它形成的直接原因是由于絲狀菌和放線菌的大量增殖。

這些細(xì)菌大都含有脂類物質(zhì)，可利用長(zhǎng)鏈脂肪酸作為其碳源，多余的長(zhǎng)鏈脂肪酸被存儲(chǔ)在體內(nèi)，所以這類微生物密度比水輕，很容易漂浮到水面，形成泡沫。

絲狀微生物大多呈絲狀或枝狀，易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能捕掃微粒和氣泡浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡，增加了表面張力，因此氣泡比較穩(wěn)定，不容易破碎。

 

 

 

化學(xué)泡沫控制方法

 

知道了化學(xué)泡沫是如何形成和穩(wěn)定的，要想控制，只要破壞這些條件就好了。一般遵循六大原則：

1）除去氣泡物質(zhì)，盡量使液體純萃；2）利用加熱等方法，使液體粘度下降；3）降低泡膜的穩(wěn)定程度；4）給予沖擊，破壞不穩(wěn)定的泡沫；5）添加與起泡劑反應(yīng)或者能溶解起泡劑的物質(zhì)；6）添加消泡劑。

具體包括物理消泡法和化學(xué)消泡法。

其中物理消泡法主要是通過(guò)物理手段破壞泡沫的穩(wěn)定性，有以下幾種：

變溫法 

變溫法最簡(jiǎn)單，使用也最普遍。這個(gè)方法的原理是利用溫度的上升或下降來(lái)破壞泡沫的穩(wěn)定性。通過(guò)加熱，泡沫的表面張力就會(huì)增加，粘度下降，發(fā)生排液現(xiàn)象使泡膜迅速變薄、破裂；通過(guò)冷卻，則可以降低泡沫的表面彈性，穩(wěn)定性下降。

加熱法可在市面上泡沫去設(shè)置熱源，如蒸汽管道、遠(yuǎn)紅外加熱等。冷卻法可在泡沫區(qū)設(shè)置冷卻盤管，也可以向泡沫區(qū)噴灑溫度較低的水。 

變壓法

變壓法是通過(guò)增大氣泡內(nèi)外壓差，使氣泡膨脹，破壞泡膜彈性，最終使泡沫破裂。合成海綿塔就是基于變壓法原理的物理消泡技術(shù)。

合成海綿表面有大量親水基團(tuán)和細(xì)孔，吸附水的能力很強(qiáng)，可加強(qiáng)泡沫排水，減少泡沫之間的液膜厚度，同時(shí)可使泡沫間的液體壓力急劇下降，泡沫內(nèi)的壓力大于泡間壓力，泡沫內(nèi)外壓差使得泡沫崩塌破裂。 

合成海綿價(jià)格低廉、無(wú)毒害、柔軟、彈性高，可制備成不同形狀提高消泡效率，應(yīng)用前景比較樂(lè)觀。

機(jī)械法

機(jī)械法消泡是通過(guò)在液面上泡沫區(qū)設(shè)置轉(zhuǎn)盤式破沫器、柵式消泡器等裝置，利用裝在轉(zhuǎn)軸上的漿葉、打棒、柵條，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中沖擊液面上的泡沫，擊碎泡沫，達(dá)到消泡的目的。

超聲波法

由于超聲波具有很大的能量，會(huì)使泡沫產(chǎn)生聲壓作用。也就是說(shuō)，當(dāng)聲波通入泡沫中時(shí)，由于聲波振動(dòng)，泡沫所受的壓力就會(huì)發(fā)生變化。泡沫在未受到超聲波作用前，只受到大氣壓力，當(dāng)超聲波加到泡沫上后，則其所受壓力增大，促使泡沫破裂。

超聲波消泡與化學(xué)法消泡比較，能降低消泡成本；與機(jī)械消泡法比較，其設(shè)備體積小、功率消耗少、消泡效率高。

水力噴射法

水力噴射消泡是將水用噴嘴噴射到泡沫表面，將泡沫擊碎。水力消泡一般以清水、處理后的水、廢水等作為消泡水水源。消泡效果取決于噴嘴射出水流后的散射狀況。射出的水滴大小適中，分散的面積越大，消泡效果越好。

水力消泡也存在明顯缺點(diǎn)，該技術(shù)增加了反應(yīng)器的水力負(fù)荷，并且對(duì)高粘度液體產(chǎn)生的泡沫去除效果較差，不能根除起泡現(xiàn)象。

那什么是化學(xué)消泡呢？

化學(xué)消泡就是通過(guò)在水中添加消泡劑或者在泡沫表面噴灑消泡劑，消除或抑制泡沫的生成。

一種比較理想的消泡劑應(yīng)具有以下特性：表面張力比發(fā)泡介質(zhì)低；水溶性低，且對(duì)乳化和化學(xué)分解作用有抗拒性；分子間聚合力小，不會(huì)提高系統(tǒng)的表面黏度；擴(kuò)散速率高；對(duì)人和環(huán)境基本無(wú)毒；不會(huì)明顯增加污水中的BOD、COD和TOC。

消泡劑的消泡效果，根據(jù)污水的特點(diǎn)不同而不同。因此，污水廠用的消泡劑，應(yīng)根據(jù)各地污水的特點(diǎn)，選用不同的消泡劑。

目前，處理污水所用的消泡劑主要有硅（樹脂）類和表面活性劑類兩類。 

硅（樹脂）類消泡劑通過(guò)把硅樹脂用乳化劑乳化后分散在水中，為了提高消泡效果，有時(shí)也投加SiO2細(xì)粉。這種消泡劑對(duì)有較大范圍的發(fā)泡液的消泡效果比較顯著，尤其是對(duì)含纖維工業(yè)、食品工業(yè)以及糞便的污水的消泡效果比較明顯。

表面活性劑類消泡劑主要用來(lái)對(duì)含纖維、造紙、金屬表面處理的廢水產(chǎn)生的泡沫進(jìn)行消泡。除上述提到的兩類消泡劑外，還有鏈烷烴類、礦物油類消泡劑等。

 

 

生物泡沫控制方法

 

生物泡沫的特點(diǎn)就是持續(xù)穩(wěn)定且很難控制。 

而且，由于污水廠的地域不同，工藝、環(huán)境條件也不盡相同，導(dǎo)致產(chǎn)生生物泡沫的絲狀細(xì)菌的類群也不一樣，采取的控制措施也不同。大體可以分為調(diào)整生化反應(yīng)參數(shù)、投加化學(xué)藥劑和物理處理方法三大類。

調(diào)整生化反應(yīng)參數(shù)

1）縮短停留時(shí)間

由于產(chǎn)生泡沫的絲狀菌和放線菌等微生物生長(zhǎng)速率普遍較低，因此減少細(xì)胞平均停留時(shí)間是一種控制生物泡沫的有效方法。 

縮短細(xì)胞平均停留時(shí)間能將系統(tǒng)中大部分生長(zhǎng)緩慢的絲狀細(xì)菌排出系統(tǒng)之外，減少生物泡沫的產(chǎn)生量。但同時(shí)也會(huì)將世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌排出，影響生物處理系統(tǒng)的硝化作用和反硝化作用，降低脫氮效果。

2）增加進(jìn)水負(fù)荷

增加進(jìn)水的負(fù)荷或提高曝氣池中有機(jī)物的負(fù)荷率，可以使得菌膠團(tuán)細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)超過(guò)絲狀細(xì)菌，優(yōu)先生長(zhǎng)，成為優(yōu)勢(shì)菌屬，有效的控制泡沫和浮渣的產(chǎn)生。

3）降低曝氣池空氣輸入率

降低曝氣池空氣輸入率，能在一定程度上控制生物泡沫的發(fā)展。

原因是，降低空氣輸入率相應(yīng)減少了曝氣池中微氣泡生成量以及溶解氧濃度，有效抑制了Nocardia等菌屬的過(guò)度增殖。

但是，隨著空氣輸入率的降低，曝氣池中的硝化作用會(huì)受到抑制，出水濁度也會(huì)相應(yīng)有所提高，這是必須注意的。

投加化學(xué)藥劑

投加化學(xué)藥劑是采用具有強(qiáng)氧化性的殺菌劑（如氯、H2O2、NaCIO）、混凝劑、消毒劑等化學(xué)藥劑控制生物泡沫的產(chǎn)生。

1）氯和氧化劑

在美國(guó)和澳大利亞的污水處理廠經(jīng)常加氯以控制活性污泥中生物泡沫的產(chǎn)生，并將其作為一種最普遍使用的方法。

當(dāng)水中氯濃度達(dá)到1000～2000mg/L時(shí)，可以在8～24小時(shí)內(nèi)有效控制由 Nocardia產(chǎn)生的泡沫，而在泡沫表面每小時(shí)加入2～3kg的氯并不會(huì)影響系統(tǒng)的處理能力。

另外，投加低濃度H2O2能夠氧化活性污泥中的生物殘?jiān)蜕锎x過(guò)程中產(chǎn)生的毒素，改善菌膠團(tuán)菌生活的微環(huán)境，促進(jìn)菌膠團(tuán)菌的生長(zhǎng)，使菌膠團(tuán)菌和絲狀菌的生長(zhǎng)達(dá)到平衡，避免生物泡沫的產(chǎn)生。

2）混凝劑

投加陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺已被證明是有效控制生物泡沫的方法之一。投加鐵鹽、鋁鹽等混凝劑可以通過(guò)其凝聚作用改善污泥的沉降性，減少生物泡沫。

但是投加混凝劑只能短期除去曝氣池表面的泡沫，僅能作為一種應(yīng)急處理的手段，不能作為污水處理廠長(zhǎng)期控制泡沫的方法使用。投加混凝劑等化學(xué)藥劑消泡效果起效較快，但可能對(duì)出水水質(zhì)產(chǎn)生一定影響以及產(chǎn)生大量污泥，增加污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。

物理方法

1）生物泡沫浮選

生物泡沫選擇性浮選或撇出是一種有效的生物泡沫去除方法，通過(guò)將含有放線菌等微生物的泡沫和浮渣溢流至系統(tǒng)外，去除其中的起沫微生物，從而抑制泡沫的產(chǎn)生。

在亞特蘭大的WPCP污水廠研究表明，使泡沫及浮渣從曝氣池中溢流到相鄰池子內(nèi)去除，能夠獲得良好的生物泡沫去除效果。

2）生物選擇器

生物選擇器是一個(gè)混合池，使進(jìn)入曝氣池的污水先與回流活性污泥充分混合，在好氧、厭氧或缺氧的條件下停留一段時(shí)間，抑制發(fā)泡微生物的過(guò)度增殖。